Verfahren zur Reinigung der Oberflächen von Walzen

Abstract

 Bei einem Verfahren zur Reinigung der Oberflächen (1a) von Walzen (1) einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn (2) ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Oberflächen (1a) der Walzen (1) mit einem Laser (4) gereinigt werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung der Oberflächen von Walzen einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn.

[0002] Auf ihrem Laufweg durch eine Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung der Faserstoffbahn wird die Faserstoffbahn über eine Vielzahl an Walzen (z.B. Leitwalzen, Trockenzylinder, Presswalzen, Streichwalzen, Glättwalzen) geführt, auf deren Oberflächen mit zunehmender Einsatzdauer sich unerwünschte Ablagerungen bilden. Diese stammen von Behandlungsmitteln und von Abrieb (vor allem auch Stickies als klebrige Verunreinigungen) aus der Faserstoffbahn. Diese Verunreinigungen sind organischer als auch anorganischer Natur.

[0003] Bisher reinigte man die Walzen vor allem mit mechanisch wirkenden Schabern, wodurch aber letztendlich die Walzenoberflächen beschädigt werden und dadurch früher verschleißen.

[0004] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Oberflächen von Walzen schonender als bisher gereinigt werden können.

[0005] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, indem die Oberflächen der Walzen sehr schonend mit einem Laser gereinigt werden.
Durch diesen Laser-Reinigungsprozess werden die Verunreinigungen verbrannt, ohne dass das Grundmaterial, also der Walzenmantel, beschädigt wird. Dieses Verfahren arbeitet schnell, sicher und sauber.

[0006] Die sich auf der Walzenoberfläche absetzenden Verunreinigungen bzw. Ablagerungen sind von anorganischer oder organischer Natur. Das können also korrosive Ablagerungen, Stickies, Schleim, Harz, Öle und Fette, Kalziumcarbonat und/oder Chemikalien sein. Dabei ist es unerheblich, ob die Walzenoberflächen komplett oder nur teilweise mit den unerwünschten Ablagerungen überzogen sind. Bei allen Arten wird ein gleich hoher Reinigungseffekt durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht.

[0007] Das Verfahren lässt sich zweckmäßig ausgestalten, wenn der Laser jeweils auf eine Traverse montiert wird. Diese Traverse überspannt die zu reinigende drehende Walze. Der Laser kann somit die Walzenoberfläche komplett abfahren. Zweckmäßig sind dabei oszillierende oder kontinuierliche oder schrittweise Bewegungen insbesondere über die Länge der betreffenden Walze hinweg.

[0008] Als vorteilhafte Energiedichte des einzusetzenden Lasers wurde eine Größe zwischen 0,1 W/cm² und 0,5 MW/cm² sowie eine Wellenlänge von 100 nm bis 400 nm für die Anwendung von Excimer-Lasern, 1000 nm bis 2000 nm für die Anwendung von ND-Yag Lasern und 5000 nm bis 12000 nm für die Anwendung von CO2-Lasern gefunden, bei denen ein Aufschmelzen des Grundmaterials vermieden wird.

[0009] Als Pulszeit des einzusetzenden Lasers sollte eine Zeit zwischen 1ms und 1fs eingestellt werden. Die Laserfrequenz ergibt sich dann aus der Pulszeit. Die Energiedichte wird wiederum bestimmt durch die Pulslänge und die eingebrachte Energie.

[0010] Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung des Verfahrens lässt sich dadurch erreichen, indem die vom Laser von der jeweiligen Walzenoberfläche abgetragenen (und wie bereits ausgeführt, verbrannten) Verunreinigungen abgesaugt werden. Dadurch wird ein Verschmutzen der Umgebung bzw. der angrenzenden Bauteile vermieden. Als Absaugeinrichtungen kommen alle herkömmlichen Geräte in Betracht.

[0011] Es soll noch erwähnt sein, dass nicht nur Walzenoberflächen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren reinigbar sind, sondern auch Siebe und Filze auf denen die laufende Faserstoffbahn abgestützt ist und die ebenso verschmutzen.

[0012] Je nach der Materialart der zu reinigenden Oberfläche sind Bauteile aus Kunststoff, Nichteisen-Werkstoff, Keramik, Sinterwerkstoff, Stahl und Metall-Legierungen mit einem Schmelzpunkt von 50°C bis 3500°C mittels Laser reinigbar.

[0013] Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine relativ kostengünstige, vor allem aber sehr schonende Reinigung sowie eine Standzeiterhöhung der Papiermaschinen-Walzen bei gleichzeitiger Einsparung an Reinigungschemikalien und mechanischen Reinigungsmitteln.

[0014] Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles kurz beschrieben werden.

[0015] Es zeigt die Figur eine schematisch dargestellte Papiermaschinenwalze, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gereinigt wird.

[0016] In der Figur ist eine Walze 1 dargestellt, über die eine Faserstoffbahn 2 aus Papier- oder Karton während ihres Herstellungs- und/oder Veredelungsprozesses läuft. Die Faserstoffbahnbahn 2 ist deshalb im Beispiel nur gestrichelt gezeichnet. Im Laufe der Zeit haben sich auf der Oberfläche 1a der Walze 1 verschiedene Ablagerungen 3 angesammelt, die zu einem ungünstigen Laufverhalten der Bahn 2 beitragen und sogar die Funktion der Walze beeinträchtigen, vor allem aber deren Standzeit verringern können. Aus diesem Grunde wird die Oberfläche 1a der Walze 1 in gewissen Zeitabständen gereinigt. Das erfolgt mit einem Laser 4, welcher auf einer Traverse 5 angeordnet ist und die Walzenoberfläche abfährt. Die Bewegung des Lasers 4 und dessen Laserstrahl 4a kann schrittweise (Variante I), oszillierend (Variante II), aber auch kontinuierlich (Variante III) in eine Richtung erfolgen. Diese Varianten I, II und III sind über der Walze mit Pfeillinien angedeutet. Darüber hinaus ist es denkbar, den Laserstrahl in einem bestimmten Winkel, der veränderbar bzw. einstellbar ist, auf die Walzenoberfläche 1a (oder andere zu reinigende Oberfläche) zu richten.

Ansprüche

1. Verfahren zur Reinigung der Oberflächen (1a) von Walzen (1) einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Papier-, Karton- oder anderen Faserstoffbahn (2),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Oberflächen (1a) der Walzen (1) mit einem Laser (4) gereinigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Laser (4) jeweils auf eine die zu reinigende Walze (1) überspannende Traverse (5) montiert ist und der Laser (4) oszillierend, kontinuierlich oder schrittweise insbesondere über die Länge der betreffenden Walze (1) hinweg bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Energiedichte des einzusetzenden Lasers (4) zwischen 0,1 W/cm² und 0,5 MW/cm² sowie eine Wellenlänge von 100 nm bis 400 nm für die Anwendung von Excimer-Lasern, 1000 nm bis 2000 nm die Anwendung von ND-Yag Lasern und 5000 nm bis 12000 nm für die Anwendung von CO2-Lasern gefunden, gewählt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Pulszeit des einzusetzenden Lasers (4) zwischen 1 fs und 1ms eingestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Wellenlänge des einzusetzenden Lasers (4) zwischen 500 und 900nm gewählt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die vom Laser (4) von der jeweiligen Oberfläche (1a) abgetragenen Ablagerungen bzw. Verunreinigungen (3) abgesaugt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein bestimmter Auftreffwinkel des Lasers (4) bzw. seines Laserstrahles (4a) auf die Oberfläche (1a) der Walze (1) eingestellt wird.

Zeichnung